Δομή υπεροξειδίου του βαρίου (BaO2), ιδιότητες, ονοματολογία και χρήσεις



Το υπεροξείδιο του βαρίου είναι μια ιοντική και ανόργανη ένωση του οποίου ο χημικός τύπος είναι BaO2. Όντας ιοντική ένωση, αποτελείται από ιόντα Βα2+ και Ο22-? το τελευταίο είναι αυτό που είναι γνωστό ως υπεροξείδιο ανιόν, και εξαιτίας του το BaO2 αποκτά το όνομά του. Τούτο συμβαίνει, το BaO2 Πρόκειται για ένα ανόργανο υπεροξείδιο.

Τα φορτία των ιόντων του δείχνουν πώς σχηματίζεται αυτή η ένωση από τα στοιχεία. Το μεταλλικό βάριο, της ομάδας 2, αποδίδει δύο ηλεκτρόνια στο μόριο οξυγόνου, OR2, των οποίων τα άτομα δεν τα χρησιμοποιούν για να μειωθούν στα οξείδια ανιόντων, Ή2-, αλλά να μείνουμε ενωμένοι με έναν απλό σύνδεσμο, [O-O]2-.

Το υπεροξείδιο του βαρίου είναι ένα κοκκώδες στερεό σε θερμοκρασία δωματίου, λευκό με ελαφριές γκριζωπές αποχρώσεις (κορυφαία εικόνα). Όπως και όλα τα υπεροξείδια, πρέπει να τα χειρίζεστε και να τα αποθηκεύετε με προσοχή, καθώς μπορεί να επιταχύνει την οξείδωση ορισμένων ουσιών.

Από όλα τα υπεροξείδια που σχηματίζονται από τα μέταλλα της ομάδας 2 (κ. Becambara), το BaO2 είναι θερμοδυναμικά το πιο σταθερό στην όψη της θερμικής αποσύνθεσης. Όταν θερμαίνεται, απελευθερώνει οξυγόνο και παράγει οξείδιο του βαρίου, BaO. Το BaO μπορεί να αντιδράσει με οξυγόνο από το περιβάλλον, σε υψηλές πιέσεις, για να σχηματίσει ξανά το BaO2.

Ευρετήριο

  • 1 Δομή
    • 1.1 Κρυσταλλική πλέγμα ενέργειας
    • 1.2 Ενυδατώματα
  • 2 Παρασκευή ή σύνθεση
  • 3 Ιδιότητες
    • 3.1 Φυσική εμφάνιση
    • 3.2 Μοριακή μάζα
    • 3.3 Πυκνότητα
    • 3.4 Σημείο τήξης
    • 3.5 Σημείο ζέσεως
    • 3.6 Διαλυτότητα στο νερό
    • 3.7 Θερμική αποσύνθεση
  • 4 Ονοματολογία
  • 5 Χρήσεις
    • 5.1 Παραγωγός οξυγόνου
    • 5.2 Παραγωγός υπεροξειδίου του υδρογόνου
  • 6 Αναφορές

Δομή

Το τετραγωνικό στοιχείο μονάδας του υπεροξειδίου του βαρίου φαίνεται στην άνω εικόνα. Μπορούν να δει κανείς τα μέσα του2+ (λευκές σφαίρες) και τα ανιόντα Ο22- (κόκκινες σφαίρες). Σημειώστε ότι οι κόκκινες σφαίρες συνδέονται με έναν απλό δεσμό, έτσι αντιπροσωπεύουν γραμμική γεωμετρία [O-O]2-.

Από αυτό το μοναδιαίο κελί, μπορείτε να φτιάξετε τους κρύσταλλους BaO2. Αν παρατηρηθεί, το ανιόν O22- φαίνεται ότι περιβάλλεται από έξι Ba2+, αποκτώντας ένα οκτάεδρο των οποίων οι κορυφές είναι λευκές.

Από την άλλη πλευρά, ακόμη πιο εμφανής, κάθε Ba2+ περιβάλλεται από δέκα Ο22- (λευκή κεντρική σφαίρα). Όλοι οι κρύσταλλοι αποτελούνται από αυτή τη σταθερή τάξη σε σύντομο και μεγάλο εύρος.

Κρυσταλλική ενέργεια πλέγματος

Αν επιπλέον παρατηρηθούν οι κόκκινες λευκές σφαίρες, θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεν διαφέρουν πάρα πολύ στα μεγέθη τους ή στις ιοντικές ακτίνες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το Ba cation2+ Είναι πολύ ογκώδες και οι αλληλεπιδράσεις του με το ανιόν Ο22- καλύτερη σταθεροποίηση της δικτυωτής ενέργειας του κρυστάλλου σε σύγκριση με το πώς θα μπορούσαν, για παράδειγμα, τα κατιόντα Ca2+ και Mg2+.

Επίσης, αυτό εξηγεί γιατί το BaO είναι τα πιο ασταθή οξείδια αλκαλικών γαιών: τα ιόντα Ba2+ και Ο2- Διαφέρουν σημαντικά σε μέγεθος, αποσταθεροποιώντας τους κρυστάλλους τους.

Καθώς είναι πιο ασταθής, η τάση BaO είναι μικρότερη2 να αποσυντεθεί για να σχηματίσει το BaO. σε αντίθεση με τα υπεροξείδια SrO2, CaO2 και MgO2, των οποίων τα οξείδια είναι πιο σταθερά.

Ενυδατώνει

Το BaO2 μπορεί να βρεθεί με τη μορφή ενυδατών, εκ των οποίων BaO2∙ 8Η2Ή είναι το πιο σταθερό από όλα. και στην πραγματικότητα, αυτή είναι αυτή που διατίθεται στο εμπόριο, αντί του άνυδρου υπεροξειδίου του βαρίου. Για να ληφθεί το άνυδρο, το BaO πρέπει να ξηρανθεί στους 350 ° C2∙ 8Η2Ή, με σκοπό την εξάλειψη του νερού.

Η κρυσταλλική της δομή είναι επίσης τετραγωνική, αλλά με οκτώ μόρια Η2Ή αλληλεπιδρά με το O22- μέσω δεσμών υδρογόνου, και με το Ba2+ μέσω αλληλεπιδράσεων διπολικού ιόντος.

Άλλες ένυδρες ουσίες, των οποίων οι δομές δεν είναι πολλές πληροφορίες γι 'αυτό, είναι: BaO2∙ 10H2O, BaO2∙ 7Η2O και BaO2∙ H2Ο.

Παρασκευή ή σύνθεση

Η άμεση παρασκευή του υπεροξειδίου του βαρίου συνίσταται στην οξείδωση του οξειδίου του. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον μεταλλικό βαρίτη, ή από το νιτρικό άλας βάριο, Ba (NO3)2? και οι δύο υφίστανται θέρμανση σε ατμόσφαιρα αέρα ή εμπλουτισμένο με οξυγόνο.

Μία άλλη μέθοδος είναι η αντίδραση του Ba (ΝΟ) εντός ψυχρού υδατικού μέσου3)2 με υπεροξείδιο του νατρίου:

Ba (NO3)2 + Na2Ο2 + xH2O => BaO2∙ xH2O + 2NaNO3

Στη συνέχεια, το ένυδρο BaO2∙ xH2Ή υποβάλλεται σε θέρμανση, διηθείται και καταλήγει σε ξήρανση με χρήση κενού.

Ιδιότητες

Φυσική εμφάνιση

Είναι ένα λευκό στερεό που μπορεί να γίνει γκριζωπό αν παρουσιάζει ακαθαρσίες (είτε BaO, Ba (OH)2, ή άλλα χημικά είδη). Εάν θερμαίνεται σε πολύ υψηλή θερμοκρασία, θα εκπέμπει φαιόχρωμες φλόγες, λόγω των ηλεκτρονικών μεταβάσεων των κατιόντων Ba.2+.

Μοριακή μάζα

169,33 g / mol.

Πυκνότητα

5,68 g / mL.

Σημείο τήξης

450 ° C.

Σημείο ζέσεως

800 ° C. Αυτή η τιμή συμφωνεί με το τι πρέπει να αναμένεται από μια ιοντική ένωση. και ακόμη περισσότερο, από το πιο σταθερό υπεροξείδιο αλκαλικών γαιών. Ωστόσο, η BaO δεν βράζει πραγματικά2, αλλά το αέριο οξυγόνο απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της θερμικής αποσύνθεσης του.

Διαλυτότητα στο νερό

Αδιάλυτο Ωστόσο, μπορεί βραδέως να υποβληθεί σε υδρόλυση για να παράγει υπεροξείδιο υδρογόνου, Η2Ο2? και επιπροσθέτως, η διαλυτότητά του σε υδατικό μέσο αυξάνεται εάν προστεθεί αραιωμένο οξύ.

Θερμική αποσύνθεση

Η ακόλουθη χημική εξίσωση δείχνει την αντίδραση της θερμικής αποσύνθεσης που υπέστη η BaO2:

2BaO2 <=> 2ΒaΟ + Ο2

Η αντίδραση είναι μονόδρομη μόνο εάν η θερμοκρασία είναι πάνω από 800 ° C. Εάν αμέσως η πίεση αυξηθεί και η θερμοκρασία μειωθεί, ολόκληρο το BaO θα μετατραπεί ξανά σε BaO2.

Ονοματολογία

Ένας άλλος τρόπος για να ονομάσετε το BaO2 είναι το υπεροξείδιο του βαρίου, σύμφωνα με την παραδοσιακή ονοματολογία. δεδομένου ότι το βάριο μπορεί να έχει μόνο σθένους +2 στις ενώσεις του.

Κακώς, η συστηματική ονοματολογία χρησιμοποιείται για να την αναφέρει ως διοξείδιο του βαρίου (δινοξείδιο), θεωρώντας ότι είναι ένα οξείδιο και όχι ένα υπεροξείδιο.

Χρησιμοποιεί

Παραγωγός οξυγόνου

Χρησιμοποιώντας τη μεταλλική βαρίτη (BaO), θερμαίνεται με ρεύματα για να εξαλείψει την περιεκτικότητά του σε οξυγόνο, σε θερμοκρασία περίπου 700 ° C.

Εάν το προκύπτον υπεροξείδιο υποβληθεί σε αδύναμη θέρμανση υπό κενό, το οξυγόνο αναγεννάται ταχύτερα και η βαρίτη μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί επ 'αόριστον για αποθήκευση και παραγωγή οξυγόνου.

Αυτή η διαδικασία επινοήθηκε εμπορικά από τον L. D. Brin, σήμερα παρωχημένη.

Παραγωγός υπεροξειδίου του υδρογόνου

Το υπεροξείδιο του βαρίου αντιδρά με θειικό οξύ για να παράγει υπεροξείδιο του υδρογόνου:

BaO2 + H2Έτσι4 => Η2Ο2 + BaSO4

Είναι επομένως πηγή Η2Ο2, χειριζόταν κυρίως με την ένυδρη ουσία BaO2∙ 8Η2Ο.

Σύμφωνα με αυτές τις δύο προαναφερθείσες χρήσεις, το BaO2 επιτρέπει την ανάπτυξη του Ο2 και Η2Ο2, και των δύο οξειδωτικών παραγόντων, στην οργανική σύνθεση και στις διαδικασίες λεύκανσης στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας και βαφής. Είναι επίσης ένας καλός απολυμαντικός παράγοντας.

Επιπλέον, από την BaO2 Μπορούν να συντίθενται άλλα υπεροξείδια, όπως το νάτριο, Na2Ο2, και άλλα άλατα βαρίου.

Αναφορές

  1. S.C. Abrahams, J Kalnajs. (1954). Η κρυσταλλική δομή του υπεροξειδίου του βαρίου. Εργαστήριο Έρευνας μόνωσης, Ινστιτούτο Τεχνολογίας Μασαχουσέτης, Cambridge, Μασαχουσέτη, ΗΠΑ..
  2. Wikipedia. (2018). Υπεροξείδιο του βαρίου. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
  3. Shiver & Atkins. (2008). Ανόργανη χημεία (Τέταρτη έκδοση). Mc Graw Hill.
  4. Atomistry (2012). Υπεροξείδιο του βαρίου. Ανακτήθηκε από: barium.atomistry.com
  5. Khokhar et αϊ. (2011). Μελέτη της προετοιμασίας της κλίμακας εργαστηρίου και της ανάπτυξης μιας διαδικασίας για το υπεροξείδιο του βαρίου. Ανακτήθηκε από:
  6. PubChem. (2019). Υπεροξείδιο του βαρίου. Ανακτήθηκε από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. PrebChem. (2016). Παρασκευή υπεροξειδίου του βαρίου. Ανακτήθηκε από: prepchem.com